Предмети:
- Общ
- Дроселна клапа за моноточкова инжекционна система
- Дроселна клапа на многоточкова инжекционна система
- Контрол на празен ход
- Управление на дроселовата клапа за по-големи двигатели
- Сензор за положение на дросел
- Електронен педал на газта (дросел чрез кабел)
цялостната:
Всеки бензинов двигател има дроселова клапа. Дроселната клапа може да регулира количеството въздух, влизащ в цилиндъра. Дизеловите двигатели също имат дроселна клапа, но тя винаги е напълно отворена, когато двигателят работи. Това е така, защото дизеловият двигател работи с излишък от въздух. Дроселната клапа на дизеловите двигатели служи само за плавно изключване на двигателя; когато вентилът се затвори, подаването на въздух се спира. След това двигателят веднага се изключва. Следователно подаването на гориво е спряно. В дизелов двигател това се нарича още дроселна клапа вместо дроселна клапа. Всъщност дроселовата клапа в бензиновия двигател също е дроселна клапа: въздухът се дроселира при всякакви условия, с изключение на пълно натоварване.
Следващите глави за моноточковите и многоточковите системи за впръскване разбира се са за бензиновите двигатели.
Дроселна клапа с моноточкова инжекционна система:
За двигатели с едно впръскване (моноточкова инжекционна система) единият инжектор е монтиран пред дроселовата клапа. Този инжектор пръска горивото директно върху дроселната клапа. Тази технология е стара и вече не се използва при нови автомобили. Това е така, защото тази система има редица недостатъци. Тъй като инжекторът инжектира върху дроселната клапа, той се смесва с въздуха там. Всмукателният колектор е разделен на 4 или повече цилиндъра. Количеството гориво не винаги ще бъде абсолютно еднакво във всички цилиндри. Например, цилиндър 1 получава най-много гориво във въздуха, докато цилиндър 4 получава много по-малко. Следователно системата не е или трудно може да се регулира. Поради това използването на monopoint е неподходящо за удовлетворяване на настоящите екологични изисквания.
В наши дни се използват множество инжектори, които впръскват абсолютно същото количество гориво на цилиндър. След това количеството може дори да се регулира на цилиндър. Така го наричаме многоточкова инжекционна система.
Дроселова клапа с многоточкова инжекционна система:
При двигатели с многократно впръскване (multipoint injection system) инжекторите за индиректно впръскване са монтирани във всмукателния колектор след дроселовата клапа. Инжекторите пръскат върху всмукателните клапани на двигателя. При директното впръскване инжекторите впръскват директно в горивната камера. Както двигателите с индиректно, така и двигателите с директно впръскване имат корпус на дросела, монтиран, както е показано по-долу. Изключение правят двигателите с Valvetronic (BMW) и Multi-air (Fiat). Корпусът на дросела е монтиран между всмукателния колектор и тръбата с измервателя на въздушната маса. Това може да се управлява електрически с помощта на електронен педал на газта (задвижване чрез кабел) или с кабел за газта (жил Боудън).
Използваните днес системи за управление на двигателя използват контрол на положението на дросела. Мотор за регулиране на дроселната клапа гарантира, че позицията на дроселната клапа може да се променя. Това може да бъде за круиз контрол или за контрол на празен ход. Потенциометър измерете позицията на дроселната клапа. Блокът за управление на двигателя (ECU) получава стойностите от потенциометрите и след това може да управлява задвижващите двигатели, за да отвори или затвори повече дроселната клапа.
Контрол на празен ход:
За ускоряване се натиска педалът на газта. Дроселовата клапа се отваря, за да може да се всмуче по-голямо количество въздух. При намаляване на скоростта или работа на празен ход педалът на газта не се задейства; тук газта е затворена. За да се осигури преминаване на въздух, се използва контрол на празен ход. Скоростта на празен ход се поддържа възможно най-ниска от системата за управление на двигателя. Колкото по-ниски са оборотите на празен ход, толкова по-малък е разходът на гориво и износването на двигателя. Оборотите на празен ход не трябва да са твърде ниски; Това кара двигателя да работи неравномерно и има шанс да спре. Желаната скорост на празен ход не винаги е една и съща. Температурата на входящия въздух, включената климатична инсталация, положението на педала на съединителя или лоста за избор на автоматична скоростна кутия влияят върху управлението на празен ход. Стабилизирането на контрола на скоростта може да се постигне по различни начини:
- контрол на нивото на пълнене. Най-често се използва в комбинация с регулиране на момента на запалване.
- промяна на състава на сместа. Това има отрицателно въздействие върху емисиите на отработени газове и контролният обхват е ограничен.
- регулиране на момента на запалване. Това също има отрицателно въздействие върху емисиите, но позволява изключително бърз контрол.
- регулирайте времето на клапана. Това осигурява допълнителна опция за контрол върху съществуващия контрол на нивото на пълнене.
Контролът на нивото на пълнене използва байпасен клапан, който позволява циркулация на въздуха извън газовия клапан или регулиране на газовия клапан.
Байпасен клапан:
Байпасен клапан отваря или затваря подаването на въздух извън дроселната клапа, така че скоростта на празен ход да се стабилизира. Изображението по-долу показва частично отворена дроселна клапа отляво. От дясната страна отворен байпасен клапан позволява въздухът да бъде изтеглен в байпасния канал от двигателя. Когато дроселната клапа се отвори още повече, байпасната клапа ще се затвори. В крайна сметка байпасът е необходим само когато газовият кран е затворен. Системата за управление на двигателя определя докъде трябва да се отвори байпасният клапан. Сензорът за положение на дроселната клапа, който показва ъгъла на отваряне на дроселовата клапа, заедно със сензора за температурата на въздуха предоставя необходимата информация.
Байпасът, който често се използва, е импулсно модулиран пружинен електромагнитен клапан. Системата за управление на двигателя захранва магнитната бобина с PWM сигнал. Чрез промяна на работния цикъл вентилът може да бъде отворен, затворен или поставен във всяко положение между тях. Байпасният клапан може да бъде оборудван и със стъпков двигател.
Ширинно-импулсно модулиран байпасен електромагнитен клапан:
Фигурата показва два изгледа на байпасен вентил с PWM управление. Съдейки по трите щифта в щепселната връзка, това често е версия с две намотки; един за отваряне на клапана и един за затваряне.
Диаграмата по-долу показва метода на управление на двете намотки. Когато „EFI Main Relay“ (реле за компютъра за управление на двигателя) е включено, микропроцесорът се захранва с енергия. В ECU се управляват два транзистора.
Методът на превключване позволява на долния транзистор да инвертира ШИМ сигнала на горния. ШИМ сигналите са огледални. Това е, което виждате при ISC1 и ISC2 (изходите на ECU). ECU променя работния цикъл за всяка бобина. Разликата в силата между двете магнитни полета определя позицията на вентила. Честотата е между 100 и 250Hz.
De контрол на работния цикъл може да се измери с осцилоскоп. На изображението по-долу вентилът е наполовина отворен (задължение 50%). На ISC1 и ISC2 положителните и отрицателните импулси са равни.
Широчинно на импулса модулиран пружинен байпасен електромагнитен клапан:
В допълнение към задвижващия механизъм с две намотки, той също често е оборудван с една намотка. В този случай често има два щифта в щепселната връзка: за ШИМ управление и заземяващ проводник. Пружина гарантира, че вентилът е затворен, когато е в покой; това прави втората бобина излишна.
Байпас, оборудван със стъпков двигател:
В допълнение към байпасните вентили, управлявани с ШИМ, има и клапани, които се регулират с помощта на стъпков двигател. ECU управлява бобините. Щракнете тук, за да отидете на страницата за стъпкови двигатели.
Корпус на дросела с актуатор:
Съвременните системи за управление на двигателя използват контрол на положението на дросела, за да стабилизират оборотите на празен ход. Вече не е необходимо да се използва отделен байпасен клапан. Всички компоненти за управление на положението на дросела са разположени в корпуса. две потенциометри регистрирайте позицията на дроселната клапа за цялото ъглово въртене (средата на изображението). Заедно с превключвателя за празен ход, който регистрира празен ход (вляво), сигналите се изпращат към ECU. DC или DC моторът в дроселната клапа се управлява с помощта на PWM сигнал за управление на позицията на дроселната клапа. И тук е възможно стъпков двигател да върти дроселовата клапа.
Вътрешността на тялото на дросела е модифицирана така, че въздушната междина се увеличава линейно с ъгловото движение на дроселната клапа. Това звучи много точно. Ето защо е важно след смяна или почистване на дроселовата клапа положението на дросела да бъде настроено на основните настройки с диагностично оборудване.
Управление на дроселната клапа за по-големи двигатели:
При големи двигатели, като двигателя V12 на BMW (показан на изображението по-долу), подаването на въздух през една дроселна клапа е твърде малко. При пълно натоварване двигателят изисква толкова много въздух, че диаметърът на една дроселна клапа би бил твърде малък. Следователно са монтирани две дроселни тела. По един за всеки ред цилиндри. Тази версия има два корпуса на въздушния филтър, два брояча на въздуха и две смукателни тръби.
Сензор за положение на дросел:
Вътре в тялото на дросела има a сензор за положение на дросел който предава позицията на дроселната клапа към ECU на системата за управление на двигателя. Позицията на дроселната клапа определя количеството засмукан въздух, а следователно и количеството гориво, което трябва да се впръска. Въз основа на положението на дросела, ECU може да регулира контрола на оборотите на празен ход към работните условия: при студен двигател или при включен климатик, оборотите на празен ход трябва да се увеличат леко, така че дроселната клапа трябва да се отвори малко повече. Вижте раздела: управление на празен ход.
На следващата диаграма виждаме ECU и потенциометър, които са свързани помежду си с три проводника. Потенциометърът има механична връзка с дроселовата клапа. Завъртането на дроселната клапа ще доведе до преместване на бегача.
- На щифт 3 потенциометърът получава захранващо напрежение от 5 волта;
- Потенциометърът е свързан към маса на щифт 1;
- Сигналът от потенциометъра се изпраща към ECU чрез щифт 2: чистачката (стрелката) е прикрепена към този проводник.
Позицията на бегача върху карбоновата писта на потенциометър определя изходното напрежение. Когато плъзгачът е позициониран много вляво, изходното напрежение е високо: токът трябва да измине само кратко разстояние през резистора, така че се абсорбира по-малко напрежение. Колкото повече бегачът се движи надясно, толкова по-ниско ще бъде напрежението на сигнала. На страницата: потенциометър операцията е разгледана по-подробно.
С мултицет можете да измерите захранващото напрежение спрямо земята. Това трябва да е стабилизирано напрежение от 5,0 волта. По-добре е да измервате напрежението на сигнала с осцилоскоп: може да възникнат смущения в АМ сигнала, които не се виждат при измерване с мултиметър. Двата чертежа по-долу показват правилен сигнал (плавни линии) и сигнал със смущения, където сигналът показва особен спад на напрежението за много кратък период от време.
В английската, но понякога и в холандската литература често срещаме използваното съкращение „TPS“. Това означава: „Сензор за положение на дросела“, което е превод на холандския „сензор за положение на дросела“.
Електронен педал на газта (дросел чрез кабел):
В наши дни дроселните клапи се управляват електронно: вече не намираме (механичен) кабел между педала на газта и дроселовата клапа. Позицията на педала на газта се регистрира от два сензора за позиция и се изпраща към ECU на системата за управление на двигателя. ECU проверява правдоподобността на сигналите, като ги сравнява един с друг и управлява задвижващия механизъм на дросела (мотор за регулиране), за да накара клапана да заеме предварително определена позиция. Наричаме това „дросел чрез кабел“, на холандски: управление на дросела чрез окабеляване.
Сензорите за положение на педала на газта са монтирани в корпуса или в горната част на педала на газта. Сигналите от тези сензори трябва да бъдат изключително точни и надеждни: ние не искаме никакви смущения в сигнала да доведат до непреднамерено ускоряване или спиране на двигателя при никакви обстоятелства. За да гарантират надеждност, производителите поставят две сензори за положение добави:
- Производителите могат да изберат да предават сигналите от двата сензора на различни нива на напрежение. Когато напрежението на сигнала на сензор 1 се увеличи от 1,2 на 1,6 волта, напрежението на сигнала на сензор 2 също ще се увеличи с 400 mV, но от 2,2 на 2,6 волта;
- Друг вариант е да отразявате два идентични сигнала: Изображението на обхвата по-долу показва тази стратегия. Когато се задейства педалът на газта, сигналът на канал A (син) се увеличава от 800 mV до 2,9 волта, а сигналът на канал B (червен) намалява от 4,3 на 2,2 волта. Прогресията на сигнала на амплитудата (AM сигнал) е абсолютно същото, но в огледален образ.
Когато един от двата сигнала има неизправност: сигналът спада за кратко до земята или показва шум, се вижда разлика и в двата сигнала. След това ECU може да реши да премине в режим на отслабване: положението на педала на газта вече не е надеждно. В авариен режим има ограничена мощност, която позволява да се кара с намалена скорост до безопасно място по пътя или евентуално до гаража.
Дроселът се управлява от a DC електродвигател отворени и затворени. Моторът за регулиране на дросела се управлява от a H-мост контролирани. Актуаторът, подобно на педала на газта, е оборудван с два потенциометъра. Двете изображения по-долу показват двигателя за управление на дросела (3) с две опции на двойните потенциометри:
- Потенциометри с чистачки, насочени нагоре: двата сигнала са идентични, но на различно ниво на напрежение;
- Потенциометри с плъзгачи един срещу друг: сигналите са огледални изображения. Ако единият сигнал стане висок при отваряне на дроселната клапа, другият сигнал намалява.
На страницата H-мост описани са методите за управление на електродвигателя. На страницата Потенциометър Работата и измерването на датчика за положение е разгледано подробно.
